数字电视系统中的关键RF测量

可以把星座图认为是一种数字信号"2 维眼图"的阵列，在星座图中标出了符号的着陆点，并给出了着陆的允许范围和判决边界。符号着陆点愈是靠近而聚集在接收符号的"云层"中，那么信号质量就愈佳。由于星座图映射为屏幕上信号的幅度和相位，因此可以利用该阵列的形状来判断和确定传输系统或传输通道中故障和失真的严重程度，有助于阻止传输质量的下降。

图6. 星座图显示

利用上述星座图，可以判断下述调制问题：
·幅度不平衡
·正交错误
·相干干扰
·相位噪声，幅度噪声
·相位错误
·调制误差比

星座图的遥控显示

在MTM400 中，采用了特有的网络浏览器（Web-browser）技术，可通过因特网或专用网络在各个不同地点甚至不同国家观察到无人监测点处的星座图显示。可以调整用户界面的余辉特性，使得先前接收的载波显示点逐渐减弱，就象传统的显示仪器一样。

说明：以下的MTM400 屏幕快照是按照仪器的测试设置显示的，这样在所有情况下的MER 和EVM 都是相似的。仅星座图形不同。

正交误差

传输系统中的正交误差使得符号着陆点靠近边界容限，因而降低了噪声余量。当I信号和Q信号彼此间的相位差不是准确的90 度时就会出现这种情形。正交误差使星座图失去了"方形"结构而呈现为平行四边形或呈菱形。

图7. 星座图中同相轴和正交轴间的正交误差使得图形不是方形而呈菱形

图8. MTM400 中的屏幕俘获显示，说明IQ 间有5 度的正交相位差。

图9. 信号的同相分量和正交分量间的增益差使得星座图不为方形而为矩形。

图10. MTM400 显示出IQ 间的幅度不平衡为10%。

噪声误差

噪声是任何信号中最常见的也是无法避免的信号损伤，QAM 信号也不例外。噪声损伤的常见形式是加性高斯（白）噪声（AWGN）。由于白噪声（按频率分布，噪声功率为平坦密度函数）和高斯噪声（数学上称为正态幅度密度）的存在，使得所接收的符号在星座图中呈簇状分散在理想位置附近。

图11. 噪声误差（QAM-64有线系统）

图12. 噪声误差(来自卫星的QPSK信号)

增益压缩

MTM400 可给出各种生动的实际信号显示，从中您可以观察到增益压缩现象，它在I 和Q坐标显示图形的边角处呈圆弧形，不过这种显示只在调制器或光纤传输系统中才观察得到，因为它们的信号驱动可达到其容限。这种现象发生在高幅度电平下，表现为非线性失真。其图形看起来象"球形"或呈"鱼眼透镜"(fish-eye lens)状。

图13. MTM400 的增益压缩显示。

图14. MTM400 的显示图形，该信号具有明显的增益压缩误差。

相干干扰

相干干扰是一种与IQ信号相锁定的通道干扰或谐波分量。相干干扰的存在使得显示阵列呈环状或呈"圆环图"。

图15. 相干干扰

相位噪声(I 和Q 信号中的抖动)

信号传输链路的载波信号或本机振荡器中存在着相位噪声或相位抖动，它叠加在所接收的信号上。在MTM400的显示图形中，载波符号呈现为同心圆弧状。

图16. 相位噪声(I 和Q 信号中的抖动)

载波抑制

图17. 同相轴上的一种"直流偏置"效应，载波抑制为10%。在MTM400 的显示中，符号位置向右偏移。

可接收信号

在现代全数字调制器中，一般情况下的IQ 增益和相位误差是可以忽略的。这样的误差并非校准不当而是设备故障。另一方面，信号的压缩可能出现在调制器中，或上变频器中和传输网络中。

图18 为MTM400 中的正常信号显示。

图18. 工作正常的256-QAM 有线系统。

结束语

最好的解决方案是远在系统停止播送节目之前，尽早地对系统中的问题作出预测并及时予以修复。

无论是有线传输系统还是卫星传输系统，通过MER 的测量，均能够及时地发现发射机中和系统性能的微小变化，因此它是能够反映系统状况的一项最好的品质因数。EVM和更传统的BER 测量可用于跨接设备间的质量检验，它们有助于判断短期的信号劣化。

通过星座显示，可提供RF传输系统的"健康检查"，这是一项可靠的检查，它能发现系统的畸变、失真或设备的偏差。

总之，将上述关键的RF 测量与综合性的MPEG 传输流监视相结合，同时再提供各监测点的告警设置，就能在早期阶段检测到系统中的各种问题，而不会给观众的收看带来影响。

泰克公司的MTM400 能够提供全面的关键RF 测量，并具有广泛的各种接口，将MPEG 测量集成到各个监测点中，这样的解决方案，既经济又高效。

参考文献
国际电信联盟，ITU-T J.83，系列J：用于有线分配的电视、声音和数据业务的数字多节目系统(04/97)。
DVB 系统的测量准则，ETSI 技术报告，TR101 290 V1.2.1（2001-05）数字视频广播（DVB）；欧洲电信标准学会。
数字视频广播（DVB）；有线系统的框架结构，信道编码和调制，EN 300 429 V1.2.1(1998-04)欧洲标准(电信系列)。